基于FPGA的视觉跟踪系统：单色物体（如乒乓球）跟踪与舵机云台控制，基于Basys3板卡的Vivado工程实现,基于FPGA的视觉跟踪系统，配合舵机云台跟踪单色物体，例如乒乓球。 vivado工程，基于Basys3板卡。 注意：不硬件部分。 ,基于FPGA的视觉跟踪系统; 舵机云台跟踪; 单色物体识别; 乒乓球跟踪; Vivado工程; Basys3板卡。,基于FPGA的视觉跟踪系统：单色物体追踪与舵机云台控制工程实践 FPGA视觉跟踪系统的应用范围广泛，尤其是在需要高速处理和低延迟的场合。本系统主要针对单色物体，例如乒乓球，通过基于Basys3开发板的Vivado工程实现跟踪与控制。在此过程中，系统需识别乒乓球的颜色，从而实现精确的跟踪。实现这一功能，需要对硬件和软件进行紧密结合，但在本例中，重点放在软件工程实现方面。 系统首先需要实现的是对乒乓球这一单色物体的快速识别与定位。这通常通过图像处理技术完成，包括摄像头捕获图像，然后进行图像预处理、颜色分割、边缘检测、目标跟踪等步骤。完成这些步骤后，系统将得到乒乓球的精确位置信息。这在乒乓球等高速运动物体的视觉跟踪中尤为重要，因为运动物体的动态变化对实时处理速度和准确性要求极高。 接下来，系统需要将识别到的目标位置信息，通过控制算法转化为舵机云台的控制指令。舵机云台是视觉跟踪系统中的一个重要组成部分，它的任务是根据系统发出的指令快速调整镜头方向，以实现对乒乓球等运动物体的稳定跟踪。舵机云台的控制一般需要实现精确的角度控制和快速响应，这在硬件设计和控制算法中需要特别注意。 Vivado是Xilinx公司开发的一款强大的FPGA设计工具，它支持从设计、仿真到实现、调试的全流程。在这个项目中，Vivado不仅用于开发系统的基础硬件架构，还要进行相关算法的逻辑实现。系统设计者需要使用Vivado将跟踪算法和舵机云台控制算法用硬件描述语言实现，最终烧录到FPGA芯片中。 Basys3开发板是Xilinx公司推出的一款面向初学者和学生的FPGA开发板。它具有丰富的I/O接口和内置资源，适合作为本视觉跟踪系统的实验平台。开发人员可以在Basys3上进行硬件调试，验证Vivado工程的正确性和稳定性。 整个项目的实现，不仅需要强大的图像处理和控制算法支撑，还需要精确的硬件设计和软件编程。因此，该工程是一个跨学科的综合实践项目，它涵盖了数字电路设计、FPGA编程、图像处理、控制理论等多个领域的知识。 在文档方面，项目产生的文件包括HTML、Word文档和文本文件等多种格式。这些文档详细记录了视觉跟踪系统的开发过程、实施步骤和应用场景分析。通过阅读这些文件，可以了解到系统是如何一步步实现对乒乓球等单色物体的识别和跟踪的，以及在实际应用中所遇到的挑战和解决方案。 基于FPGA的视觉跟踪系统是一个高度集成的技术项目。它融合了图像处理、硬件设计、实时控制等多个领域的先进技术和理念。通过该系统，可以实现对单色物体如乒乓球的快速精确跟踪，并配合舵机云台完成动态目标的实时跟踪，显示出FPGA在高速实时处理方面的巨大优势。

基于basys3的四位全加器的实现工程，利用板子上的开关和LED灯来实现二进制四位全加器。

通过basys3的pmod接口连接ad模块和音频功放模块，电子琴的手动演奏通过键盘获取音调信息。

基于basys3板子的交通灯控制系统，使用vavido进行编写

现在小孩子玩的最多的玩具就是手机了，不禁感慨，我们小时候都是咋过来的，有个游戏机，可以玩个贪吃蛇、俄罗斯方块就不错了。可以自己设计个贪吃蛇游戏玩玩，重温童年的经典，也让现在小孩子知道，珍惜当下美好的生活。 功能实现说明: 此游戏较为简单，没有设置多余障碍物，只设置了四周的墙壁，贪食蛇所吃的苹果随机刷新，当蛇装上墙壁或者自己的身体，游戏结束。 此游戏使用五个按键，利用Basys3上的按钮，四个方向键，一个重新开始游戏按钮，一个操作开关。使用7位数码管进行计分，每吃到一个苹果分数+1。使用VGA显示游戏界面。 DIY动手指南: Step1:材料准备 硬件: Basys3开发板 VGA连接线及VGA显示器一台 软件平台:Vivado2016.4 Step2:系统框架 系统主要由6部分组成，分别是按键输入模块、控制模块、数据路径模块、随机生成 模块、VGA显示模块和数码管显示模块。 Step3:程序设计 上图是本程序的RTL级视图。 下面我们对于各个模块进行分析。 1.键盘扫描 我们一共设置了五个按键，分别执行up,down,left,right,restart这五个功能。 以up_key_press为例，介绍消抖的算法。 在每个时钟高电平时并行执行以下两条语句 up_key_press<=0; up_key_last<=0; 当有按键按下时，每100ms（cnt=5_0000） last=up，last输出比up滞后一个周期，若up_key_last==0&&up==1，则说明按键按下，press输出置1。 2.控制模块 当打开开始开关并按下任意一个方向键时，游戏开始，当游戏结束时闪烁5下，重新开始游戏。 3.数据路径模块 cube_x，cube_y表示一整条蛇身体各节的格坐标。is_exist有16位，即蛇体最长为16*1格，每一位对应一个格，1为该格显示，0则不显示（图中虚框）。每吃下一个苹果蛇长度增加1，相应exist位置变为1。 蛇每次移动，对应的cube[x] = cube[x+1]，即后一位的身子会移动到前一位的位置，蛇头根据按下的按钮来判断是撞到了墙，还是撞到了身子，还是移动到了下一个位置。 当蛇头和苹果重合时，生成一个增加身长的信号，并在计数器上+1。 4.随机生成模块 采用伪随机数的产生方法，比较笨拙。 每个时钟周期random_num都在变，而我们吃下苹果的时刻却因走法、按键的时间等有所不同，所以不同时刻吃下苹果后下一个苹果出现的地方近似随机~ 5.VGA显示模块 使用640*480分辨率，需要分频为25MHz的时钟信号。 6.数码管显示模块 当有增长身长信号产生时，分数也对应增加，数码管动态扫描显示分数。 Step4:演示

基本要求：通过FPGA板的VGA接口在显示器上分别显示不同颜色的横向、竖直条纹图案，横向条纹和竖直条纹的切换通过FPGA板上的按键实现。 横向条纹要求是一幅640*480由8条不同颜色的横向条纹组成的图像，从上到下颜色分别为：红，蓝，绿，蓝，红，绿，红，蓝； 竖直条纹要求是一幅640*480由8条不同颜色的竖直条纹组成的图像，从左到右颜色分别为：红，蓝，绿，蓝，红，绿，红，蓝。 高级要求（可选）：通过VGA控制器，在屏幕上显示640*480的单色背景，并在该背景上叠加一个小方块，该小方块能够再屏幕上上下左右移动，实现屏幕保护的效果。VGA单色的背景色自定，小方块的大小自定；以视觉上合适为佳；该小方块要能够按照一定的轨迹在屏幕上运行，速度适中。

这个工程代码完全是我自己的，我们的一个项目中要用到这些波形信号，让我用到basys3板卡，和DAC8552数模转换器，我查阅了好多的相关资料，终于把波形调出来了，我用示波器检验后证实可以正常使用。

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特点: 基于Basys3的实验教程, 共20个实验, 给出详细的实验步骤与源码.